基于GIS的邕江南宁段水环境信息管理系统的研究

摘要

本文分析了邕江流域南宁段的水系结构，流域环境监测状况，废水污染源分布以及近几年的水质类别状况。在南宁经济快速发展的同时也给邕江水域南宁段的污染管理带来了巨大的影响。如何对南宁邕江水域进行有效、直观的管理将直接关系到南宁的环境优化与经济发展。因此针对南宁邕江水域信息管理建立一套完整的水环境信息管理系统具有重要的意义。 鉴于邕江流域南宁段水环境信息具有很强的零碎性，抽象性以及空间特性，在分析了国内外GIS及水质模型的研究现状基础上，提出了利用水质模型、GIS和数据库技术对邕江水域南宁段水环境信息进行管理的基本方法。着重探讨了二维稳态水质预测模型、数据库技术、水域信息GIS的集成管理、GIS动态水质预测以及GIS网上发布技术在南宁邕江流域的应用研究。 系统运用动态库技术，开发采用模块化分解，一体化集成。系统开发平台为MapObjects2.3+Visual Basic6.0+Access 2003+ASP。系统功能如下： (1)能对南宁邕江流域电子地图进行基本信息的查询；分析点污染源、线污染源、面污染源对周围环境的影响范围以及计算出相应的污染面积。 (2)能对邕江流域环境法治法规和流域信息图象实现集成化查询。 (3)开发了南宁邕江流域枯水期，平水期，丰水期的二维水质预测模拟模型。 (4)实现了邕江流域水质监测数据数据库管理。 (5)能对南宁邕江流域枯水期，平水期，丰水期污染带进行GIS动态可视化模拟。 (6)实现了网络的GIS实时动态监测管理。 水质预测模型模拟结果以广西南宁市环保局提供的2002年至2004年的南宁邕江流域水质监测数据来验证。GIS动态模拟结果以专业软件做出的2000年五日生化需氧量非动态图形作对比。验证结果表明，水质预测模型模拟结果在合理的误差允许范围内；GIS动态模拟结果基本达到专业软件的效果，系统可以胜任南宁邕江流域管理。系统以其友好、便捷的用户界面，既弥补了水质模型模拟结果可视化上的不足，实现了网络的GIS实时动态监测管理，又充分发挥了Access数据库在数据管理上的优势以及GIS技术空间数据分析、处理、查询和管理上的特性。该系统的应用将大大提高南宁邕江流域的水环境信息处理和管理水平，为南宁邕江水域信息的管理及制定水污染预防和控制策略提供了重要依据。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：符号说明

声明

第一章绪论

1.1本文研究的背景和意义

1.2国内外研究现状分析

1.2.1水质模型与地理信息系统(GIS)相结合

1.2.2 GIS技术在水资源环境中的应用现状

1.2.3水环境信息管理系统的发展趋势——GIS技术

1.3本文研究的主要内容

1.4技术路线

第二章邕江流域水质状况分析

2.1邕江水系结构

2.1.1邕江

2.1.2左江

2.1.3右江

2.1.4其他支流

2.2邕江流域南宁段环境监测概况

2.2.1邕江流域南宁段测点布设及监测频率

2.2.2水质监测项目

2.3邕江流域南宁段主要污染物来源

2.3.1废水排放概况

2.3.2工业废水污染源分析

2.3.3生活污水排放状况

2.4邕江局部污染点水质状况

2.5小结

第三章邕江南宁水环境信息管理系统分析与设计

3.1系统结构设计

3.1.1总体结构设计

3.1.2功能结构设计

3.2系统的数据内容

3.2.1电子地图

3.2.2监测数据

3.3数据库设计

3.3.1水质监测数据库流程图

3.3.2水质监测数据库结构图

3.4水质预测模型的建立

3.4.1水质预测模型的选择

3.4.2模型基本方程的求解

3.4.3水质预测模型修正函数的确定

3.4.4降解系数的确定

3.4.5河水基底值的计算

3.4.6横向扩散系数的确定

3.5 GIS实时动态可视化设计

3.5.1污染区域定位

3.5.2污染带首尾坐标取值

3.5.3排污口坐标转换

3.5.4实际距离与屏幕距离的转换

3.5.5邕江南宁段流域GIS属性字段的获取

第四章邕江南宁段水环境信息管理系统集成与实现

4.1界面开发

4.2查询模块

4.3图层显示与管理模块

4.4水质预测模块

4.4.1局部水质模拟模型

4.4.2全程水质模拟模型

4.5 GIS动态模拟

4.6邕江流域数据库模块

4.6.1登录模块

4.6.2流域管理模块设计

4.6.3流域编辑窗体设计

4.6.4流域基本信息模块设计

4.6.5用户管理模块设计

4.7电子地图网络发布模块

4.8其他模块

第五章系统应用分析

5.1邕江南宁段污染的模拟预测与实时动态可视化分析

5.1.1污染物浓度改变条件下的模拟

5.1.2邕江本底浓度改变条件下的模拟

5.1.3模拟小结

5.2查询与分析

5.3 WEB网络实时动态监测

5.4数据库管理水质监测数据

第六章结语与展望

6.1结语

6.2认识与展望

参考文献

附录

致谢

攻读硕士学位期间发表的学术论文